(57)【要約】      （修正有）【課題】双安定型ラッチ機構を備える車軸接続解除装置を提供する。【解決手段】車軸接続解除装置５００は、その径方向外面に配置される斜面を含む、カムシリンダ５１０を有する。第１のクラッチ要素５２２がカムシリンダの内部に少なくとも部分的に配置され、中間シャフト５８０が第１のクラッチ要素内に少なくとも部分的に配置される。中間シャフトは、第１のクラッチ要素と一定にかみ合うスプライン部分を含む。ハーフシャフト５９６が中間シャフトと同軸に配置され、第２のクラッチ要素５８８がハーフシャフトと連結される。第１のクラッチ要素は、第２のクラッチ要素を選択的に係合する。車軸接続解除装置はラッチ機構をさらに含み、これにより、カムシリンダは軸方向の位置を保持する。ラッチ機構は、カムシリンダの斜面５１４に径方向のくぼみと、径方向のくぼみに少なくとも部分的に選択的に配置されるカム従動子を含む。【選択図】図３
0003226587.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
カムシリンダであって、その径方向外面に配置される斜面を有するカムシリンダと、
前記カムシリンダの内部に少なくとも部分的に配置される第１のクラッチ要素と、
前記第１のクラッチ要素内に少なくとも部分的に配置される中間シャフトであって、前記中間シャフトは前記第１のクラッチ要素と一定にかみ合うスプライン部分を含む、中間シャフトと、
前記中間シャフトと同軸に配置されるハーフシャフトと、
前記ハーフシャフトと連結される第２のクラッチ要素であって、前記第１のクラッチ要素は前記第２のクラッチ要素と選択的に係合される、第２のクラッチ要素と、
前記カムシリンダに軸方向の位置を保持させるラッチ機構であって、前記カムシリンダの斜面に径方向のくぼみと、前記径方向のくぼみに少なくとも部分的に選択的に配置されるカム従動子とを有する、ラッチ機構と
を備える、車軸接続解除装置。
【請求項２】
前記カムシリンダの端部と前記第１のクラッチ要素の一部との間で軸方向に配置される第１のバイアス部材であって、前記カムシリンダは前記第１のクラッチ要素に対して軸方向に選択的に移動する、第１のバイアス部材をさらに備える、請求項１に記載の車軸接続解除装置。
【請求項３】
前記カム従動子は、
ハウジングと連結される第１の端部と、
前記カムシリンダの斜面に少なくとも部分的に配置される第２の端部と
をさらに含む、請求項１又は２に記載の車軸接続解除装置。
【請求項４】
前記カムシリンダは、
前記カムシリンダの斜面の第１の端部で配置される第１の軸方向減速ステージと、
前記カムシリンダの斜面の第２の端部で配置される第２の軸方向減速ステージと
をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項５】
前記径方向のくぼみは、
径方向下降斜面と、
前記径方向下降斜面に隣接して配置される径方向上昇斜面と
をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項６】
前記カムシリンダの斜面はある幅を有し、
前記径方向下降斜面及び前記径方向上昇斜面は、前記カムシリンダの斜面の前記幅を伸ばす、請求項５に記載の車軸接続解除装置。
【請求項７】
前記カム従動子は、
ハウジングと連結される第１の端部と、
前記カム従動子を前記ハウジングに対して回転できるようにさせる、前記カム従動子の第１の端部と連結されるベアリングと、
前記カムシリンダの斜面内に少なくとも部分的に配置される第２の端部と、
前記ハウジングと前記カム従動子の一部との間に配置されるバイアス部材と
をさらに含む、請求項１又は２に記載の車軸接続解除装置。
【請求項８】
前記カム従動子は、
ハウジングと連結される第１の端部と、
前記カムシリンダの斜面内に少なくとも部分的に配置される第２の端部と、
前記カム従動子の第２の端部と連結されるベアリングであって、前記ベアリングは前記カムシリンダの斜面内に少なくとも部分的に配置される、ベアリングと、
前記カム従動子の第２の端部に配置される開口部であって、前記開口部はその長手方向の軸と同軸に配置される、開口部と、
前記開口部内に配置されるバイアス部材と、
前記開口部内に少なくとも部分的に配置されるプランジャーであって、前記バイアス部材は前記径方向のくぼみへ前記プランジャーを少なくとも部分的に選択的に作動させる、プランジャーと
をさらに含む、請求項１又は２に記載の車軸接続解除装置。
【請求項９】
前記カム従動子は、前記ハウジングを通して配置され、これにより、前記カム従動子の第１の端部は、前記ハウジングに対して径方向外側に配置される、請求項８に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１０】
前記カム従動子の第１の端部は、ソケットキャップを含む、請求項８又は９に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１１】
前記カム従動子は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に軸方向に配置される本体部分であって、前記本体部分はねじ部分を含む、本体部分をさらに含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１２】
前記カム従動子のプランジャーは、ボールをさらに含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１３】
前記カムシリンダと駆動係合される電動モータであって、前記電動モータは、前記カムシリンダにトルクを伝達しないで前記径方向のくぼみに前記カム従動子を保持する、電動モータをさらに備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【請求項１４】
前記ラッチ機構は、前記径方向のくぼみ内に配置される径方向下降ノッチをさらに有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載の車軸接続解除装置。
【考案の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は、車両駆動系に関し、特に、駆動系高速接続解除装置に関する。全輪駆動（「ＡＷＤ」）車両において、二次車輪セットが接続解除装置によって車両の動力源に選択的に接続されながら、一次車輪セットが車両の動力源に継続的に接続され得る。
【０００２】
従来では、ＡＷＤ車両は、二輪駆動車両と比較すると、低い燃料効率が欠点であった。二次車輪セットが動力源と駆動係合されていないときでも、従来の駆動系は、車速で二次駆動車軸を継続的に回転する必要があった。その結果として、従来のＡＷＤ車両は、単一の駆動車軸のみを有する車両と比較すると、エネルギーを損失し、燃料効率が低下していた。
【０００３】
典型的な接続解除装置が多くの二次車輪セットの駆動系部品を接続解除するのに利用され、それによって、ＡＷＤ車両の燃料効率を改善する。しかしながら、典型的な駆動系装置は、二次車輪セットの駆動系部品を高速に接続及び接続解除する能力が不足している。
【０００４】
本明細書の開示は、二次駆動系の構成要素を効率的に接続及び接続解除する装置並びにシステムを開示する。
【考案の概要】
【０００５】
１つの形態において、本開示は、カムシリンダであって、その径方向外面に配置される斜面を含む、カムシリンダを有する車軸接続解除装置を提供する。第１のクラッチ要素がカムシリンダの内部に少なくとも部分的に配置され、中間シャフトが第１のクラッチ要素内に少なくとも部分的に配置される。中間シャフトは、第１のクラッチ要素と一定にかみ合うスプライン部分を含む。ハーフシャフトが中間シャフトと同軸に配置され、第２のクラッチ要素がハーフシャフトと連結される。第１のクラッチ要素が第２のクラッチ要素と選択的に係合される。車軸接続解除装置はラッチ機構をさらに含み、これにより、カムシリンダは軸方向の位置を保持する。ラッチ機構は、カムシリンダの斜面に径方向のくぼみと、径方向のくぼみに少なくとも部分的に選択的に配置されるカム従動子を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付図面が、明細書の一部として本明細書に組み込まれる。本明細書で説明される図面は、本開示の主題の実施形態を示し、本開示の選択された原理及び教示の実例となり、その全ての可能な実装を示さない。図面は、決して本開示の範囲を限定することを意図していない。
【０００７】
【図１】本開示の主題の実施形態に係るＡＷＤ車両の駆動系の概略図を示す。
【０００８】
【図２】本開示の主題の他の実施形態に係るＡＷＤ車両の駆動系の概略図を示す。
【０００９】
【図３】本開示の主題の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１０】
【図４】図３に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１１】
【図５】図３に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１２】
【図６】本開示の主題の他の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１３】
【図７】本開示の主題の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の一部の斜視図を示す。
【００１４】
【図８】図７に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１５】
【図９】本開示の主題の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の係合及び係合解除の図である。
【００１６】
【図１０】本開示の主題の他の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の係合及び係合解除の図である。
【００１７】
【図１１】本開示の主題の他の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。
【００１８】
【図１２】図１１に係る駆動系高速接続解除装置の一部の断面図を示す。ここでは、カム従動子がラッチ位置にある。
【００１９】
【図１３】図１１に係る駆動系高速接続解除装置の一部の他の断面図を示す。
【００２０】
【図１４】図１１に係る駆動系高速接続解除装置の一部の斜視図を示す。
【００２１】
【図１５】本開示の主題の実施形態に係る駆動系高速接続解除装置の一部の概略図を示す。
【考案を実施するための形態】
【００２２】
そうでないことが明示的に特定されている場合を除き、本考案は様々な代替的方向及び段階の順番を想定し得ることを理解すべきである。添付図面に示され、以下の明細書において説明される特定のデバイス、アセンブリ、システム及びプロセスは、単に、本明細書で定義される考案概念の例示的な実施形態に過ぎないことも理解すべきである。したがって、明示的に別段の定めをした場合を除き、開示される実施形態に関する特定の寸法、方向、又は他の物理特性は、限定的なものとみなされるべきでない。また、そうでない場合もあるが、本明細書で説明される様々な実施形態における同様の要素は、通常、本願のこのセクション内における同様の参照番号で称され得る。
【００２３】
高速駆動系車軸接続解除装置５００の特定の実施形態が、全輪駆動（「ＡＷＤ」）駆動系アセンブリで利用される。しかしながら、高速接続解除装置５００は、本明細書で説明される駆動系アセンブリで用いるのに限定されない。高速接続解除装置５００は、他の形、大きさ、方向及びデザインの駆動系アセンブリで利用されてよいが、これに限定されない。さらに、これらの実施形態が、商用車、電気自動車、及び自律又は半自律走行車における応用性だけでなく、産業、機関車、軍事、及び、航空宇宙への応用性を有し得ることが、当業者によって理解されるだろう。
【００２４】
一実施形態において、図１に示されるように、高速接続解除装置５００は、横動力源１０４Ａを含む駆動系配置１０２Ａを有するＡＷＤ車両１００Ａで利用され得る。動力源１０４Ａは、内燃エンジン又は電動モータであり得るが、これに限定されない。加えて、駆動系配置１０２Ａは、動力源１０４Ａに駆動可能に接続される入力及び差動機構１０７Ａに駆動可能に接続される出力を有するトランスミッション１０５Ａを含み得る。差動機構１０７Ａが、一次車輪セット１１０Ａに駆動可能に接続される。駆動系配置１０２Ａはまた、トランスミッション１０５Ａの出力に駆動可能に接続され、二次車輪セット１１２Ａに選択的で駆動可能に接続される動力伝達ユニット１０６Ａを含み得る。動力伝達ユニット１０６Ａは、高速接続解除装置５００をさらに含み得る。後部駆動ユニット１０８Ａ内のクラッチ１０８Ｂと連動して利用されるとき、高速接続解除装置５００は、ＡＷＤ機能が必要でないときにＡＷＤ駆動系部品を接続解除することによって、改善された燃費を提供する。
【００２５】
図２に示されるように、他の実施形態において、高速接続解除装置５００が、縦動力源１０４を含む駆動系配置１０２を有するＡＷＤ車両１００に利用され得る。この実施形態において、高速接続解除装置５００はまた、前部車軸接続解除と称され得る。動力源１０４は、内燃エンジン又は電動モータであり得るが、これに限定されない。駆動系配置１０２はまた、動力源１０４に駆動可能に接続される入力及びトランスファーケース１０６に駆動可能に接続される出力を有するトランスミッション１０５を含み得る。トランスファーケース１０６は、後部駆動ユニット１０８に継続的で駆動可能に接続される出力及び前部駆動ユニット１０７に選択的で駆動可能に接続される第２の出力を含む。前部駆動ユニット１０７は、一次車輪セット及び高速接続解除装置５００に駆動可能に接続される差動機構を備える。トランスファーケース１０６内のクラッチと連動して利用されるとき、高速接続解除装置５００は、ＡＷＤ機能が必要でないときにＡＷＤ駆動系部品を接続解除することによって、改善された燃費を提供する。
【００２６】
一実施形態において、図３及び図４に示されるように、高速接続解除装置５００は、アイドラーギア２２０と駆動接続される動力源２１０を含む。図３及び図４に示されるように、一実施形態において、高速接続解除装置５００は、ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）電気モータのような、高速−低トルク動力源２１０を含むが、これに限定されない。一実施形態において、動力源２１０は、ブラシ付き直流モータであり得る。動力源２１０は、その端部に連結されるピニオン（不図示）を有する出力シャフト２１２（図１１参照）を有し得る。ピニオンがアイドラーギア２２０と駆動係合され、アイドラーギア２２０が、カムシリンダ５１０上に配置される複数のスプライン５１２と駆動係合される。アイドラーギア２２０はまた、本明細書で駆動ギアと称され得る。一実施形態において、追加のギア（不図示）が、所望の減速割合を取得し、及び／又は、動力源２１０の特定の位置調整を可能にすべく、動力源２１０とカムシリンダ５１０との間で動作可能に接続され得る。動力源２１０が、カムシリンダ５１０と駆動係合される。
【００２７】
カムシリンダのスプライン５１２は、カムシリンダ５１０の線形作動を可能にしながら、アイドラーギア２２０と一定の係合を保持する。図３に示されるように、カムシリンダ５１０は、カムシリンダ５１０の径方向の壁を通して配置される斜面５１４を含む。他の実施形態において、図４〜図８及び図１１〜図１４に示されるように、カムの斜面５１４がカムシリンダ５１０の径方向の外面に配置されてよいが、カムシリンダ５１０の径方向の壁を通して完全に伸びない。
【００２８】
カムシリンダ５１０は、線形作動装置の一部を含む。一実施形態において、スプライン５１２が、カムシリンダの第１の端部部分５１０Ａの外面上に配置され得る。カムシリンダ５１０によって進む軸方向距離が、斜面５１４によって決定され得る。斜面５１４は単一のステージ斜面を含み得るが、これに限定されない。特定の実施形態において、斜面５１４は、複数のステージを含み得る。カムシリンダ５１０はまた、カムシリンダ５１０のスムーズな回転及び線形作動を促進すべく、追加の斜面（不図示）を備え得る。
【００２９】
カムシリンダ５１０は、環状のブッシング５１６内に少なくとも部分的に同心円状で配置され得る。ブッシング５１６自体が、ハウジング５１８内で同心円状に配置され得る。ハウジング５１８は、複数のメカニカルファスナ５１９によって連結される第１の部分５１８Ａ及び第２の部分５１８Ｂを含み得る。他の実施形態において、第１のハウジング部分５１８Ａ及び第２のハウジング部分５１８Ｂが、溶接によって連結され得る。
【００３０】
図３〜図６に示されるように、カム従動子５２０が、固定ハウジング５１８と回転可能に連結されてよく、カムシリンダの斜面５１４の内部にスライド可能で回転可能に配置されてよい。斜面５１４の内部のカム従動子５２０と一体のカムシリンダ５１０の回転によって、カムシリンダ５１０の線形作動を引き起こす。カム従動子５２０は、ハウジング５１８と固定して連結される外輪を有するベアリングを備え得る。カム従動子５２０は、ベアリングの内輪と連結される第１の端部及び斜面５１４内に配置される第２の端部を有するピンをさらに備え得る。一実施形態において、図４に示されるように、カム従動子５２０は、ハウジング５１８に固定して接続される外輪を有するニードルベアリングを備え得る。ピンの１つの端部がニードルベアリングのローラーと直接接触してよく、ピンの反対側の端部が斜面５１４内に配置されてよい。
【００３１】
１つの実施形態において、図３〜図５に示されるように、高速接続解除装置５００は、第１の端部５１０Ａ及び第２の端部５１０Ｂを有するカムシリンダ５１０を備える。カムシリンダの第２の端部５１０Ｂは、第１のスラストワッシャ５３４に隣接する。第１のスラストワッシャ５３４は、第１のクラッチ要素５２２の外面の周囲にスライド可能で同心円状に配置される。カムシリンダ５１０はまた、径方向内側に伸びる環状の突起部５１１を備え得る。突起部５１１は、スラスト面５１３を画定する。スラスト面５１３は、第１のクラッチ要素５２２の外面に同心円状でスライド可能に配置される第２のスラストワッシャ５４８に隣接する。加えて、第１のスナップリング５３２が第１のクラッチ要素５２２の外面の溝に配置される。
【００３２】
バイアス部材５２８が、第１のクラッチ要素５２２の第１のスラストワッシャ５３４とかみ合いクラッチ部分５２４との間に配置される。バイアス部材５２８は、第１のスラストワッシャ５３４に隣接する第１の端部及びかみ合いクラッチ部分５２４によって画定されるスラスト面に隣接する第２の端部を備え得る。バイアス部材５２８が、第１のクラッチ要素５２２の外面の周囲に同心円状で配置され得る。バイアス部材５２８は、継続的に少なくともある程度の圧縮状態にある。最も圧縮されていない状態で、バイアス部材５２８は、第１のスラストワッシャ５３４を駆動して第２のスナップリング５５０と接触させる。第２のスナップリング５５０は、第１のスラストワッシャ５３４に対するポジティブストップの機能を果たす。バイアス部材５２８が最も圧縮されていない状態であるとき、カムシリンダのスラスト面５１３は、第２のスラストワッシャ５４８に隣接し、第２のスラストワッシャ５４８は、第１のスナップリング５３２に隣接する。当業者は、第１のクラッチ要素５２２に対するカムシリンダ５１０の回転を可能にするために、構成要素間の必要な許容誤差を認識するだろう。
【００３３】
第１のクラッチ要素５２２は、かみ合いクラッチ部分５２４及びカムシリンダ５１０が同軸の周囲に配置される略円筒形の部分を含む単一のモジュールを備え得るが、これに限定されない。第１のクラッチ要素５２２は、スプライン５２３を画定する第１の内径をさらに含み得る。中間シャフト５８０が、第１のクラッチ要素５２２を通して同軸に配置される。中間シャフト５８０は、第１のクラッチ要素の内側スプライン５２３と一定に係合するスプライン５８２を備え得る。
【００３４】
かみ合いクラッチ部分５２４は、略円筒形であり、第１のクラッチ要素５２２の第２の径方向の内径を備える。第２の内径は、径方向内側の突出スプライン５６８を備える。他の実施形態において、かみ合いクラッチ部分のスプライン５６８は、代わりに、軸方向の突出歯であり得る。第１のクラッチ要素５２２の第２の内径は、第１のクラッチ要素５２２の（スプライン５２３を画定する）第１の内径より大きい。かみ合いクラッチ部分のスプライン５６８はまた、内部に突出したギア歯と称され得る。
【００３５】
スプライン５６８のかみ合いクラッチ部分が、第２のクラッチ要素５８８のスプライン５９２と選択的に係合される。第２のクラッチ要素５８８は、中間シャフト５８０の端部の周囲に少なくとも部分的に配置される軸方向に固定された部材であり得る。ニードルベアリングであり得るがこれに限定されないベアリング５９４が、中間シャフト５８０の一部と第２のクラッチ要素５８８との間で径方向に位置決めされる。第２のクラッチ要素５８８が、さらに、車軸ハーフシャフト５９６の周囲に配置され、車軸ハーフシャフト５９６とスプラインされる。車軸ハーフシャフト５９６が、ベアリング５９８によってハウジング５１８Ｂに回転可能に支持され得る。中間シャフト５８０が、ベアリング５９９によってハウジング５１８Ａ内に支持され得る。
【００３６】
実施形態において、図３〜図５に示されるように、第１のクラッチ要素５２２の周囲に位置決めされる１つのバイアス部材５２８のみを利用することによって、第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の接続解除イベントの間、カムシリンダ５１０及び第１のクラッチ要素５２２がハードストップ（例えば、バイアス部材を圧縮するワッシャ又はスナップリングと接触するバイアス部材）を打つ必要がなくなる。ハードストップの接続解除を除去することによって、高速接続解除装置５００における騒音、振動及びハーシュネス（「ＮＶＨ」）のリスクを減らす。さらに、バイアス部材５２８のみを利用することによって、スナップリング５３２とスラストワッシャ５４８との間に配置されるバイアス部材を有する実施形態と比較して、カムシリンダ５１０のより小さな軸方向の外形を促進する。
【００３７】
図６に示されるように、他の実施形態において、高速接続解除装置５００は、第１のクラッチ要素５２２の周囲に配置されるバイアス部材５２８及び第２のスナップリング５５０を含まない。この実施形態において、第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の接続イベントの間、カムシリンダ５１０及び第１のクラッチ要素５２２がハードストップを打つ必要がない。接続イベントの間、ハードストップを除去することによって、高速接続解除装置５００におけるＮＶＨのリスクをさらに減らす。加えて、バイアス部材５２８及びスナップリング５５０をなくすことによって、カムシリンダ５１０のより一層小さな軸方向の外形を可能にする。
【００３８】
図６に示される実施形態において、第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８を係合すべく、動力源２１０は、軸方向にカムシリンダ５１０を駆動する。カムシリンダ５１０は第１のスラストワッシャ５３４を駆動し、第１のスラストワッシャ５３４は軸方向の駆動力を第１のクラッチ要素５２２に及ぼす。
【００３９】
図７及び図８に示されるように、カムシリンダの斜面５１４は、第１の軸方向減速ステージ５１５Ａ及び／又は第２の軸方向減速ステージ５１５Ｂを有し得る。一実施形態において、減速ステージ５１５Ａ、５１５Ｂが、斜面５１４の各端部にそれぞれ配置される。減速ステージ５１５Ａ、５１５Ｂが、斜面５１４に対して斜角に配置され得る。減速ステージ５１５Ａは、動力源２１０がより長い時間より高速で動作することを可能にする。より長い時間より高速で動力源２１０を動作させることは、第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の係合／係合解除時間を短縮する、という利益を有する。
【００４０】
一実施形態において、図５〜図８及び図１１〜図１３に示されるように、高速接続解除装置５００は、第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の望ましくない係合解除を防ぐラッチ機構を含み得る。図５〜図８に示されるように、ラッチ機構は、カムシリンダの斜面５１４及びカム従動子５２０を備え得る。カムシリンダの斜面５１４は、その各端部に配置される径方向下降ラッチ斜面６００を備え得る。ラッチ斜面６００は、横断面で見たときに「Ｖ形」形状又は「Ｕ形」形状を生成する。言い変えれば、ラッチ斜面６００は、それに隣接して配置される径方向下降斜面及び径方向上昇斜面を備え得る。ラッチ斜面６００はまた、本明細書でカムシリンダの斜面５１４における径方向のくぼみと称され得る。一実施形態において、図１５に示されるように、さらにカム従動子５２０を位置決めするために、追加のノッチ６０１が、ラッチ斜面６００の底部に配置され得る。カム従動子５２０のピンが、斜面５１４に配置される丸みを帯びた下側部分を備え得る。一実施形態において、カム従動子のピンの下側部分は、円すい形状を備え得る。
【００４１】
第１のクラッチ要素５２４が完全な係合解除状態であるとき、システムバックドライブがラッチ機構によって防がれる。バイアス部材６０４が、ハウジング５１８とカム従動子５２０との間に配置される。カム従動子５２０がカムシリンダの斜面５１４の減速ステージ５１５Ａに配置されるようにカムシリンダ５１０が回転した後、バイアス部材６０４は、カム従動子５２０のピンをラッチ斜面６００に押圧する。バックドライブは、第１のクラッチ要素５２２の軸方向の移動を引き起こすカムシリンダ５１０の回転を生み出し得る。バックドライブによってカム従動子５２０のピンに及ぼされる半径方向の力がバイアス部材６０４の圧縮力を打ち勝つのに十分でないので、カムシリンダ５１０及び第１のクラッチ要素５２２の軸方向の移動がラッチ機構によって抵抗される。したがって、カムシリンダ５１０が動力源２１０によって回転するまで、カム従動子５２０がラッチ斜面６００に保持される。
【００４２】
第１のクラッチ要素５２２が完全な係合状態であるとき、バックドライブが同様に防がれる。さらに、ラッチ機構が係合状態及び係合解除状態の両方でカムシリンダ５１０及び第１のクラッチ要素５２２を保護するので、動力源２１０が完全な係合状態又は係合解除状態で高速接続解除装置５００に動力を提供する必要がない。
【００４３】
他の実施形態において、図１１〜図１３に示されるように、高速接続解除装置５００のラッチ機構は、カム従動子７２０を備え得る。カム従動子７２０は、固定ハウジング５１８と回転不可能に連結されて、カムシリンダの斜面５１４の内部にスライド可能に配置され得る。斜面５１４の内部のカム従動子７２０と一体のカムシリンダ５１０の回転によって、カムシリンダ５１０の線形作動を引き起こす。カム従動子７２０は、カムシリンダの斜面５１４内に少なくとも部分的に配置されるベアリング７２２を備え得る。カム従動子７２０がカムシリンダの斜面５１４内でトラッキングするとき、ベアリング７２２の外輪は、カムシリンダの斜面５１４内で回転し得る。
【００４４】
カム従動子７２０は、第１の端部７２６、本体部分７２７及び第２の端部７２８を有するピン部分７２４をさらに備え得る。ピン部分の第１の端部７２６は、ヘッド７３０を含む。ピン部分のヘッド７３０は、取り付け工具（不図示）と接続するためのソケットキャップ７３２備え得る。図１１に示されるように、カム従動子のピン部分のヘッド７３０が、少なくとも部分的にハウジング５１８の外側に配置され得る。カム従動子の本体部分７２７は、ハウジング５１８内の相補的なねじ山と係合するためのねじ部分を画定し得る。
【００４５】
ベアリング７２２が、カム従動子のピン部分の第２の端部７２８と連結され得る。加えて、ピン部分の第２の端部７２８は、カム従動子７２０の長手方向の軸と同軸に配置される略円筒形の開口部７３４を含み得る。開口部７３４は、カム従動子７２０の長さを少なくとも部分的に伸ばし得る。バイアス部材７３６が、カム従動子のピン開口部７３４内に配置され得る。一実施形態において、バイアス部材７３６は、コイルばねを備え得る。他の実施形態において、バイアス部材７３６は、圧縮ばね、渦巻きばね、又はポリマーばねを備え得るがこれに限定されない。プランジャー７３８はまた、カム従動子のピン開口部７３４内に少なくとも部分的に配置され得る。バイアス部材７３６は、ピン部分の第２の端部７２８の方向でプランジャー７３８に力を及ぼす。
【００４６】
一実施形態において、カム従動子のプランジャー７３８は、ボール７３８Ａを備え得る。一実施形態において、カム従動子のプランジャー７３８はまた、ボール７３８Ａと連結されるシャフト７３８Ｂを備え得る。ここで、シャフト７３８Ｂが、コイルばねのバイアス部材７３６内に少なくとも部分的に配置される。一実施形態において、カラー７３８Ｃが、シャフト７３８Ｂの周囲に配置されてよく、バイアス部材７３６とボール７３８Ａとの間で軸方向に位置決めされてよい。
【００４７】
図１１、図１２及び図１４に示されるように、一実施形態において、カムシリンダ５１０は、ラッチ斜面６００Ａを備え得る。ラッチ斜面６００Ａは、ラッチ斜面６００より狭くてよく、急峻に径方向に伸びる斜面の壁６０２を有し得る。一実施形態において、ラッチ斜面６００Ａは、カム従動子７２０と共に用いるのに適してよい。
【００４８】
動作中において、第１のクラッチ要素５２４が完全な係合解除状態であるとき、システムバックドライブが、カム従動子７２０を備えるラッチ機構によって防がれる。カム従動子７２０がカムシリンダの斜面５１４の軸方向の減速ステージ５１５Ａに配置されるようにカムシリンダ５１０が回転した後、カム従動子のバイアス部材７３６は、カム従動子のプランジャー７３８を少なくとも部分的にラッチ斜面６００Ａに作動させる。バックドライブは、第１のクラッチ要素５２２の軸方向の移動を引き起こすカムシリンダ５１０の回転を生み出し得る。バックドライブによってカム従動子のプランジャー７３８に及ぼされる半径方向の力がカム従動子のバイアス部材７３６の圧縮力を打ち勝つのに十分でないので、カムシリンダ５１０及び第１のクラッチ要素５２２の軸方向の移動がラッチ機構によって抵抗される。したがって、カムシリンダ５１０が動力源２１０によって回転するまで、カム従動子７２０がラッチ斜面６００Ａに保持される。
【００４９】
図３〜図５に関連して、ハーフシャフト５９６を駆動系配置１０２、１０２Ａの動力経路に接続すべく、第１のクラッチ要素５２２は、第２のクラッチ要素５８８と係合する。第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８を係合すべく、動力源２１０は、カムシリンダ５１０を駆動して第１のスラストワッシャ５３４と接触させ、第１のスラストワッシャ５３４は、バイアス部材５２８と駆動係合し、バイアス部材５２８は、軸方向の駆動力を第１のクラッチ要素５２２に及ぼす。この実施形態において、クラッチのスプライン５２３、５９２が係合をブロックしているので第１のクラッチ要素のかみ合いクラッチ部分５２４が第２のクラッチ要素５８８と係合できない場合、動力源２１０は、クラッチのスプライン５２３、５９２が整列されて係合するまでカムシリンダ５１０を係合位置に向かって駆動するだろう。バイアス部材５２８は、ブロックされたクラッチ係合の間、カムシリンダ５１０を係合位置に固定するのに十分な長さでない場合がある。したがって、動力源２１０は、クラッチの歯５６８、５９２が整列されるまでカムシリンダ５１０を係合に向かって継続的に駆動し得る。短縮されたバイアス部材５２８を利用することによって、速い応答時間を高速接続解除装置５００に提供する。
【００５０】
図９は、図３〜図５に示される実施形態に係る第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の係合並びに係合解除をグラフを用いて示す。プロット７００は、係合イベント及び係合解除イベントの時間にわたるカムシリンダ５１０の軸方向の位置を描写する。プロット７０２は、係合イベント及び係合解除イベントの時間にわたる第１のクラッチ要素５２２の軸方向の位置を描写する。イベントＡに示されるように、バイアス部材５２８の圧縮は、モータ２１０及び第１のクラッチ要素５２２の慣性を保持し、第１のクラッチ要素５２２の毎分回転数（ＲＰＭ）を変更するためのウィンドウ（すなわち、期間）を作り出す。
【００５１】
図１０は、図６に示される実施形態に係る第１のクラッチ要素５２２及び第２のクラッチ要素５８８の係合並びに係合解除をグラフを用いて示す。プロット７０４は、係合イベント及び係合解除イベントの時間にわたるカムシリンダ５１０の軸方向の位置を描写する。プロット７０６は、係合イベント及び係合解除イベントの時間にわたる第１のクラッチ要素５２２の軸方向の位置を描写する。イベントＡＡで示されるように、クラッチ歯５６８、５９２の接触面での摩擦に起因するスタックアップギャップは、第１のクラッチ要素５２２のＲＰＭを変更するためのより小さいウィンドウ（すなわち、期間）を作り出す。
【００５２】
本開示の主題の様々な実施形態が上述された一方で、それらは、例示を目的で示されており、限定するものでないことが理解されるべきである。開示されている主題が、その主旨又は本質的特性から逸脱することなく、他の特定の形態で具現化され得ることが、関連分野の当業者には明らかであろう。したがって、上述された実施形態は、あらゆる点で限定的なものでなく、例示的なものとみなされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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